Adobe Systems Konzervační zubní lékařství I. 1. přednáška KOMPOZITNÍ VÝPLŇOVÉ MATERIÁLY 1.DÍL 1 [USEMAP] Adobe Systems Kompozitní materiály u uChemicky vázaná kombinace uvhodného síťovaného polymeru s uanorganickým plnivem. ̶ [USEMAP] Historie 3 uDimetakryláty uBowen 1960 – Bowenův monomer u uBuoconore 1955 – leptání skloviny [USEMAP] Adobe Systems Složení kompozitních materiálů ̶Polymerní matrix ̶Plnivo ̶Vazebný systém (vazebná činidla) ̶Iniciační systém ̶Pigmenty na bázi oxidů kovů, regulátory viskozity, fluorescenční látky, látky regulující rozptyl světla a UV absorbéry pro zabránění světelné degradace kompozitů 4 [USEMAP] Adobe Systems Polymerní matrix ̶Monomery na bazi dimetakrylátů hlavně Bis-GMA, UDMA v kombinaci s dimetakryláty o nižší viskozitě – uTEDMA (trietylénglykoldimetakrylát) a HDDMA (hexadioldimetakrylát) aj. 5 [USEMAP] Adobe Systems Polymerní matrix ̶Ormocery (Organic Modified Ceramic). uAkrylátové nebo metakrylátové funkční skupiny jsou vázány na křemičité domény rozměrů nanočástic. Polymerací vznikají anorganicko- organické hybridní materiály. uRedukovaná kontrakce, dobrá abrazní odolnost, výborné optické vlastnosti. 6 [USEMAP] Adobe Systems Polymerní matrix ̶Silorany (Siloxan a Oxiran) uPolymerují otevíráním epoxidových cyklů – minimální polymerční smrštění. Mají zcela odlišný chemický charakter, kationovou polymeraci iniciovanou složitějším typem třísožkového fotoiniciačního systému. Lze je kombinovat pouze se speciálními adhezivními systémy na bázi epoxidů. 7 [USEMAP] Adobe Systems Kompozitní materiály podle plniva – nyní 4 základní skupiny Craig 2003 ̶ ̶Mikrofilní ̶Mikrohybridní ̶Nanohybridní ̶Nanofilní [USEMAP] Adobe Systems Vlastnosti kompozitních materiálů ̶ Plnivo Pojivo uPevnost v tlaku uPružnost uPolymerační kontrakce uPnutí uNasákavost u u Adobe Systems Mikrofilní kompozity ̶Obsahují nanočástice pyrogenního oxidu křemíku (silika) o velikosti 0,04 -0,2 µm. Pro dosažení vyššího stupně plnění se přidávají ve formě organického plniva (předpolymer)- továrně zpolymerovaný kompozit pod tlakem a rozemletý. Kromě toho jsou v kompozitu i amotné silika částice (ovlivňují reologické vlastnosti – viskozitu a tixotropii) 10 [USEMAP] Adobe Systems Mikrohybridní kompozity ̶Obsahují částice barnatého a strontnatého borosilikátového skla, zirkončito-křemičitého skla nebo částice křemene o střední velikosti menší než 1µm, dále částice siliky pro nastavení reologických vlastností.Vysoký stupeň plnění 77 -84 hm%. 11 [USEMAP] Adobe Systems Nanohybrifní kompozity ̶Obsahují jak nanoplnivo, tak submikronové částice skla používané pro výrobu mikrohybridních kompozitů. Vysoká mechanická odolnost, výborné estetické vlstnosti ale v porovnání s nanofilními kompozity horší leštitelnost. 12 [USEMAP] Adobe Systems Nanofilní kompozity ̶Obsahují směsi primárních a aglomerovaných částic stejného složení. Primární částice sestávají z jednotlivých nanočástic o velikosti okolo 20nm – např. zirkončitokřemičitého skla. V důsledku jejich velkého povrchu tyto částice výrazně snižují viskozitu z nich připravených kompozitních materiálů. 13 [USEMAP] Adobe Systems Nanofilní kompozity ̶Proto se k dosažení vysokého stupně plnění používají směsi primárních částic a jejich aglomerátů o průměrné velikosti 0.6µm označované jeko nanoclustery. uPevnost podobná mikrohybridním kompozitům, vynikající leštitelnost a estetické vlastnosti. Rozptyl světla nanočásticemi přináší vysokou míru translucence. 14 [USEMAP] Adobe Systems Nanofilní kompozity ̶Na černém pozadí rozptylují modré světlo, což dává nanofilním kompozitům opalescenci blízkou sklovině. 15 [USEMAP] Adobe Systems Vazebná fáze upropojení organické matrix a částic plniva zajišťují molekuly organofunkčních silanů. Molekula silanu obsahuje dva typy funkčních skupin: 1.Alkoxy skupinu –hydrolyzuje a reaguje se silanolovou skupinou na povrchu částic skla u 1.Metakrylátovou funkční skupinu – schopnost kopolymerace s akrylátovými nebo metakrylátovými monomery kompozitu ̶ 16 [USEMAP] Adobe Systems Význam vazebné fáze ̶Rovnoměrná distribuce plniva v matrix – dokonalý přenos zatížení kompozitu na vyztužující částice plniva a odolnost kompozitu proti působení vnějšího prostředí, snížení abrazivity. Zvyšuje také smáčivost plniva pro pryskyřici při výrobě – vysoký stupeň naplnění. 17 [USEMAP] Adobe Systems Iniciační systémy ̶Podstatou tuhnutí kompozitů je radikálová polymerace. uChemicky iniciované materiály: uDibenzoylperoxid a terciární aromatický amin. uSvětlem tuhnoucí materiály: uKafrchinon a aktivátor na bázi aminu (dimetylaminietylmetakrylát) u 18 [USEMAP] Adobe Systems Kafrchinon ̶Je intenzivně žlutý ̶Působením světla se dále rozkládá – změna zabarvení kompozitu. ̶U samoleptacích vazebných systémů může přítomnost kyselých složek ovlivňovat aktivitu aminového koiniciátoru a snížovat účinnost polymerace. ̶Maximum absospce 470 nm 19 [USEMAP] Adobe Systems Jiné typy fotoiniciátorů ̶PPD (1 –fenyl-1,2 propandion) ̶Skupina alkylfosfinoxidů (MAPO, BAPO) uMaximum absorpce u PPD 410nm uU MAPO a BAPO 390 nm 20 [USEMAP] Další komponenty kompozitních materiálů u u uPigmenty na bázi oxidů kovů, regulátory viskozity, fluorescenční látky, látky regulující rozptyl světla a UV absorbéry pro zabránení světelné degradace kompozitů u 21 [USEMAP] Připojení kompozitních materiálů k zubním tkáním uMikromechanická vazba mikroretence, mechanická adheze u uSpecifická adheze -Fyzikální (mezimolekulární vazebné síly) -Chemická (iontová, kovalentní, kovová - uRozhodující je mechanická adheze prostřednictvím vazebných (adhezivních) systémů u 22 [USEMAP] u IMG_3230a 23 [USEMAP] Adhezivní systémy uDentální adhezivní systémy jsou směsí akrylátových nebo metakrylátových monomerů, organických rozpouštědel, fotoiniciátorů a dalších složek, napomáhajících jejich infiltraci do preparovaných zubních tkání, následnému mikromechanickému zakotvení v nich a kopolymeraci s monomery kompozitních materiálů. 24 [USEMAP] Adobe Systems ultra-etch-full-syringe 35% - 37% kyselina ortofosforečná silika částice barvivo Leptání kyselinou ortofosforečnou [USEMAP] Adobe Systems Bond ̶Zatéká do nerovností ve sklovině, kopolymeruje s kompozitem ̶ uStejné složení jako kompozitní pryskyřice – neobsahuje plnivo nebo jen velmi málo. ̶ u [USEMAP] 27 Připojení ke sklovině Mechanické enaintra [USEMAP] 28 adhese1 [USEMAP] Obraz skloviny po odstranění aprizmatické vrstvy a leptání kyselinou ortofosforečnou Intraprizmatický typ Periprizmatický typ 29 enaintra enaperi [USEMAP] Obraz aprizmatické skloviny před a po leptání kyselino ortofosforečnou Aprizmatická sklovina Aprizmatický typ naleptání 30 ena adhese1 [USEMAP] enaperi ena KYSELINA PŮSOBÍ I NA APRIZMATICKOU SKLOVINU PO 10 S. ROZHODUJÍCÍ JE ORIENTACE SKLOVINNÝCH PRIZMAT PLYNULÝ PŘECHOD KOMPOZITU NA ZUB ZAJISTÍME ZÁBRUSEM [USEMAP] 32 E:\LRd\d\Kompozita\estetické korekce\IMG_2312.JPG E:\LRd\d\Kompozita\estetické korekce\zubní ozdoba.JPG [USEMAP] Adobe Systems Bond ̶ ̶ ̶Čistý bond je hydrofobní pryskyřice. Nemůže fungovat v dentinu. Definujte zápatí – název prezentace nebo pracoviště 33 [USEMAP] Připojení k zubovině 34 Vazebný systém Převážně mechanické DETAILZAS [USEMAP] historie 35 uFusayama 1979 uAdhezivní připojení k dentinu uYoshida. Nakabaiashi uVan Meerbek u [USEMAP] Adobe Systems Dentin ̶Vždy vlhký ̶ ̶Vyšší obsah organických látek ̶ ̶Nízká povrchová energie – špatná smáčivost u ̶Smear layer ̶ ̶ DETAILZAS [USEMAP] Adobe Systems Dentin u uNelze smáčet hydrofobním bondem. Je riziko, že kolagenní síť zkolabuje a vznikne netěsnost. uProto je třeba primer. [USEMAP] Adobe Systems Primer uOtvírá kolagenní síť dentinu a brání jejímu u kolapsu. uObsahuje amfifilní pryskyřice (mají hydrofilní ua hydrofobní část molekuly) a rozpouštědlo. uRozpouštědlo se odpaří a primer prosytí udentin. Jeho hydrofobní část kopolymeruje s ukompozitem. u u u u [USEMAP] smearlayer2 dentinbezsmearlayer1 Smear layer Dentin po ošetření kyselinou [USEMAP] adhesedentin dentintub2 Otrvřené dentinové tubuly a odvápněný povrch kolagenní sítě Dentinové tubuly s pryskyřicí [USEMAP] Adobe Systems Bond ̶Prosytí kolagenní síť dentinu ošetřenou primerem a zatéká do nerovností ve sklovině, kopolymeruje s kompozitem. ̶ ̶Primer a bond mohou být v jedné lahvičce ̶ u [USEMAP] Adobe Systems Leptání nemusí být zvláštní krok. uKyselá složka může být spojena s primerem a může se tedy upustit od leptání jako separátního kroku. ̶ u u u Samoleptací vazebné systémy [USEMAP] Klasifikace adheziv uGenerace u u u uKlinicky orientovaná klasifikace podle počtu kroků 43 [USEMAP] 44 Leptání (Conditioning) Oplachování Priming Bonding Leptání Oplachování Priming a bonding Samoleptací primer (Selfetching priming) Bonding Samoleptací primer a bond (Selfetching bonding) Klinicky orientovaná klasifikace adheziv [USEMAP] 45 dentinbezsmearlayer1 smearlayer2 adhesedentin dentinkyselina [USEMAP] Adheziva využívající leptání kyselinou TEA – vlastnosti 46 u uVysoce spolehlivá vazba ke sklovině u uRiziko kolapsu dentinové kolagenní sítě při ostraňování přebytku vody - přesušení u uRiziko velké demineralizace dentinu: uŠpatné prosycení vazebným systémem, degradace matrix metaloproteinázou, hydrolýza kolagenu [USEMAP] Adheziva samoleptací SEA 47 u uMéně spolehlivá vazba ke sklovině u uOdpadá riziko kolapsu dentinové kolagenní sítě při ostraňování přebytku vody u uMíra demineralizace dentinu závisí na pH u uČasová úspora [USEMAP] Obraz skloviny po ošetření SEA TEA adheSe5lei enaperi 48 [USEMAP] Adobe Systems Obraz dentinu – TEA SEA 49 dentinbezsmearlayer1 adhesedentin dentinkyselina [USEMAP] Samoleptací adheziva jsou heterogenní skupinou s různou účinností 50 [USEMAP] 51 enaperi adheSe5lei dlaha6 TE SE [USEMAP] Adobe Systems Dvoukroková Samoleptací adheziva ̶ ̶Kyselý hydrofilní primer – odpaření rozpouštědla, penetrace, rozpuštění smear layer ̶Hydrofobní bond – zapečetí povrch 52 [USEMAP] Adobe Systems Jednokroková samoleptací adheziva ̶ ̶ ̶Menší odolnost spoje, hydrofilní monomery – riziko hydrolýzy 53 FAKT !!! [USEMAP] Adobe Systems Klasifikace SEA podle morfologie hybridní vrstvy ̶Silně kyselá samoleptací adheziva ̶pH menší než 1 ̶ ̶Vysoká pevnost vazby na sklovinu, dentinová hybridní vrstva 3 - 5mm, horší dlouhodobá odolnost vazby. ̶(velká demineralizace, mnoho volných iontů, difuze vody z dentinu, menší stupeň konverze –zbytky kyselého primeru, další rozpouštění v hloubce) 54 [USEMAP] Adobe Systems Klasifikace SEA podle morfologie hybridní vrstvy ̶Středně kyselá samoleptací adheziva ̶pH cca 1,5 ̶ ̶Hybridní vrstva má 2 zóny. V horní části kompletní odvápnění vláken, v dolní ještě obsah krystalů hydroxylapatitu. ̶(Monomery se postupně neutralizují) 55 [USEMAP] Adobe Systems Klasifikace SEA podle morfologie hybridní vrstvy ̶Slabě kyselá samoleptací adheziva ̶pH cca2 ̶ Problematická vazba ke sklovině, žádný efekt na aprizmatickou sklovinu, po odstranění aprizmatické skloviny ve sklovině fungovat mohou. ̶Dentin mírně demineralizován, dlouhodobá trvanlivost vazby. ̶Kolagenní vlákna chráněna před hydrolýzou a proteolytickými enzymy (zůstává v nich část hydroxyapatitu) ̶Vedle mikromechanické vazby se uplatňuje i chemická vazba mezi funkčními monomery adheziva a molekulami hydroxyapoatitu. 56 [USEMAP] 57 Zdroj obrázku: Dudek M. Adhezivní spoj a adhezivní systémy I. LKS 11/2013 [USEMAP] 58 Kolagenní vlákna s inter a intrafibrilárními krystaly hydroxyapatitu Kolagenní vlákna s intrafibrilárními Krystaly hydroxyapatitu Kolagenní vlákna zbavená krystalů hydroxyapatitu Zdroj obrázku: Dudek M. Adhezivní spoj a adhezivní systémy I. LKS 11/2013 [USEMAP] 59 G:\počítačdoma\fotkyzuby\DSC_0128.JPG Ceram-X Duo_Class II_13 [USEMAP] Adobe Systems Aktivní a pasivní nanášení adheziva ̶ 60 dlaha6 Ve sklovině platí: Lehké nanášení je pro naleptanou sklovinu Vtírání je pro samoleptací systém V dentinu platí: Nanášíme vždy aktivně [USEMAP] Adobe Systems Adhezivní spoj – faktory ovlivňující jeho kvalitu ̶Struktura a složení zubních tkání, adheziva a kompozitního materiálu ̶Povrchové vlastnosti zubních tkání, hlavně charakter a přítomnost smear layer, kontaminace vlhkostí, slinou, krví ̶Geometrický tvar kavity-velikost a rozložení napětí působících na adhezivní spoj ̶Mechanické zatížení adhezivního spoje ̶Chemické vlivy přirozeného prostředí dutiny ústní a působení externích látek 61 [USEMAP]